廣播電視臺4K 頻道HDR 標準研究

任 翔

（洛陽廣播電視臺，洛陽 471000）

最近幾年，在4K 技術(shù)不斷改進和優(yōu)化的背景下，影像基礎(chǔ)參數(shù)逐漸朝著多方面趨勢邁進，分別表現(xiàn)為分辨率、幀率、色域以及動態(tài)區(qū)域。從實際情況來看，前三個方面已經(jīng)趨于成熟性，最近幾年主要是對HDR 技術(shù)展開有關(guān)的研究。當前，伴隨著硬件設(shè)備系統(tǒng)的有效完善，高動態(tài)范圍功能在系統(tǒng)設(shè)備中受到了廣泛的應(yīng)用，HDR 技術(shù)逐漸發(fā)揮出了極高的優(yōu)勢。在本篇文章中，重點探究了4KHDR 技術(shù)。

1 HDR 前期制作情況

當前，拍攝和制作環(huán)境逐漸完成，各樣新的產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)，其對于HDR 功能給予了一定的支持。對HDR 拍攝系統(tǒng)來講，主要包含了4k 攝像機、高清便攜監(jiān)視器以及HDR 示波器等，高清便捷監(jiān)視器的功能是為外景拍攝提供良好的便利。監(jiān)視器統(tǒng)合了HDR 多項標準特點的曲線，能夠?qū)AW 進行還原，然后調(diào)整高動態(tài)范圍圖像的色彩亮度。其次，選取合理的顏色顯示方式，直觀性的將攝像機信號在HDR 中的分布范圍表現(xiàn)出來，顯示圖像中任意一點的亮度數(shù)值和最低平均值等，以此達到準確性監(jiān)督拍攝圖像的目的。

從前期拍攝設(shè)備選型情況可以看出，分別對4K 攝像機進行了測試，采取RAW、LOG 的方式采集HDR 源圖像。在前期拍攝階段中，按照實際情況選擇有關(guān)的拍攝格式，在選擇格式之前，具體概念如下所示：

（1）RAW；其主要是指在感光器運行生成圖片之前的各項數(shù)據(jù)信息，RAW 并不是視頻的一種，其是需要再轉(zhuǎn)換為視頻，該種現(xiàn)象就是平時電影制作后期的de-baycr 基本流程，與此同時，也從一定程度上決定了圖像的顏色。不過，在使用RAW 轉(zhuǎn)換期間，消耗的時間是非常多的，拍攝RAW 的作用是在拍攝期間，不會有任何的視頻處理，并且也沒有其他顏色的調(diào)整，所以后期的處理空間是非常大的。（2）LOG；目前攝像機均具備錄制LOG 的功能，在錄制LOG 模式的時候，圖像自身對比度會呈現(xiàn)出下降的趨勢，顏色飽和程度也會降低，不過，需要知道的一點是，從監(jiān)視器內(nèi)是能夠看到圖像的。對于LOG 錄制格式來講，也是屬于視頻模式的一種，其屬于一項相對特殊的錄制方式，可以有效延伸傳感器的能力范圍。

從上述分析可以看出，為了將前期拍攝的動態(tài)性細節(jié)體現(xiàn)出來，可以使用LOG 曲線拍攝的方式來達到這一目的，而對高端制作來講，則是應(yīng)用RAW 格式，在后期的時候進行顏色調(diào)整，這是目前經(jīng)常應(yīng)用的一種方式。LOG 不同，其屬于中間片，在后期的時候必須調(diào)色，從中看出，LOG 的出片效率較低一些，比較適合在精細調(diào)色并且后期時間較長的制作中加以應(yīng)用。

2 后期制作調(diào)色

目前，大多數(shù)生產(chǎn)廠家均對4KHDR 工作流程進行了優(yōu)化和改進，并且針對于各項系統(tǒng)研究了不同的格式以及碼流。在最初測試階段中，受廠家標準以及兼容性等不同之處的影響，經(jīng)常發(fā)生穩(wěn)定性不高等現(xiàn)象，不過，經(jīng)過不斷的對比研究來看，制定了4K 非編網(wǎng)。600M 碼流既可以確保畫面的清晰性，同時還不會影響到后期處理的效果。

首先，按照不同的格式來建立工程、設(shè)置時間線，設(shè)定顯示器最高亮度值，選取彩色管理系統(tǒng)，選擇輸出圖像的量化區(qū)域，將素材放置于時間線中進行剪輯，在具體調(diào)色期間，從數(shù)據(jù)格式入手，選取最佳的標尺。再者，PQ 格式，和波形相互對應(yīng)的亮度標尺為尼特值，而在HLG 格式中，編碼值是波形對應(yīng)的亮度標尺，進行操作的時候，應(yīng)當使用專業(yè)性的監(jiān)視器對畫面進行調(diào)整，亮度不能夠超出顯示器的最高亮度設(shè)定值。調(diào)整期間需要明確注意的一點是，防止噪波提升，根據(jù)不同的場景來調(diào)整彩色以及亮度。

在4KHDR 制作輸出過程中，使用HLG 格式為主要的亮度，當輸出文件的情況下，一般會輸出一版4K 文件，與此同時還需要輸出高清文件。進行交換的時候，因為不同拍攝機型色域空間轉(zhuǎn)換成了709色域，并且不同的非編系統(tǒng)色域轉(zhuǎn)換算法不一樣，因此色彩都有著明顯的偏差，基于此，就需要對相關(guān)場景進行規(guī)范性的調(diào)整，提升色彩還原的準確性。亮度從HDR 轉(zhuǎn)換為SDR之后，需要根據(jù)SDR 監(jiān)視器對亮度進行有效的調(diào)整，確保正常性。

3 兼容性傳輸

對于4KHDR 技術(shù)來講，一般是在高清、4k 以及SDR 并行的環(huán)境中實施的，在對質(zhì)量、資源以及效率平衡的過程中，穩(wěn)定性的傳輸節(jié)目信號以及文件，通過后期處理，將不同終端的HDR、SDR、HD 顯示出來，基于此，兼容性逐漸演變成了傳輸HDR 的主要條件。在現(xiàn)階段中，制定的傳輸方案如下所示：

（1）雙層數(shù)據(jù)傳輸方案；使用PQ 曲線傳輸帶有增強層以及元數(shù)據(jù)的基本層，基本層和當前的視頻編碼算法相互兼容，SDR使用基本層數(shù)據(jù)，而HDR 設(shè)備則是對元數(shù)據(jù)進行檢測，以此合理的使用增強層中的HDR 數(shù)據(jù)。（2）不帶元數(shù)據(jù)的單層方案；該項方式是使用HLG 曲線，借助曲線本身的特征實現(xiàn)HDR 和SDR 相互兼容轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)束語

本文以4K 頻道為主，詳細探究了4KHDR 電視節(jié)目制作生產(chǎn)流程，并且提出了相應(yīng)的方案，希望以此能夠為我國4KHDR電視標準的制作提供良好的幫助。